长期饲喂高硒饲粮对产蛋鸡蛋硒沉积规律及蛋品质的影响
2020-06-19魏佳钰魏时来董炳旭豆黑龙
■魏佳钰 魏时来* 马 娟 马 彪 董炳旭 豆黑龙
(1.甘肃农业大学动物科学技术学院,甘肃兰州730070;2.甘肃省康乐县新华牧业有限责任公司,甘肃康乐731500)
随着现代社会的快速发展,人们接触到的一些食品添加剂、辐射、农药、酒精等以及吸入的少量氧气,都会使人体的氧自由基增多,而过多的氧自由基会使细胞膜上的不饱和脂肪酸变成另一种对人体有害的自由基——脂质过氧化物[1],脂质过氧化物又会产生新的自由基,新的自由基进而危害其他细胞膜,这样的恶性循环会使机体内的氧自由基不断增多,从而影响人体健康。谷胱甘肽过氧化物酶是人体内抗氧自由基最重要的一种酶,而硒作为谷胱甘肽过氧化物酶活性中心的重要组成成分,当它缺乏时,其酶的活性就会下降,抗氧化能力减弱,无法发挥清除氧自由基的作用,各种疾病就会随之而产生。硒属于微量营养元素,在人和动物体内具有重要的抗氧化作用。硒在食物、饲料和土壤的分布极其不均衡,具有明显的地域性,全世界有40 多个国家缺硒[2],我国也在其中,我国有近2/3的地区缺硒[3],从东北到西南,分布着一条广阔的缺硒地带,甘肃省在内的很多省份位列其中,由于环境和土壤缺硒,致使该地区的动、植物也缺硒。人体内的硒主要来源于食物,故该地区的人也会缺硒,缺乏者会患有克山病、白内障、心脑血管、癌症等疾病[4]。因此,关于硒的作用机理与合理补硒已然成为了研究热点。随着补硒产品的增多,许多安全问题也随之而来,因为过度摄入硒,会导致人体硒中毒[5]。目前研发的富硒产品,主要有富硒茶叶、富硒大米、富硒牛奶等[6-8]。相较于其他富硒产品,鸡蛋作为我国传统且重要的一类食物源,其营养丰富且物美价廉,硒又可通过蛋氨酸整合到鸡蛋蛋白中,蛋氨酸硒属于有机硒,吸收率比较高,毒性低,且人们每天食入鸡蛋的量比较稳定,故富硒鸡蛋可作为一种良好的补硒产品。家禽饲粮中能够添加的硒源,主要有无机硒(亚硒酸钠)与有机硒(酵母硒)。近年来,关于无机硒与有机硒在蛋鸡饲养试验中的相关报道较多,人们发现,相较于亚硒酸钠,酵母硒具有更高的吸收率[9-11]、生物活性强[12-13]、毒性低[14-15]与环境污染小等特点,因此,无机硒已逐渐被有机硒所代替,许多国家已禁止在饲料中添加无机硒[16]。鉴于此,本试验通过在饲粮中添加不同水平的酵母硒,通过较长时间的饲喂,研究酵母硒在鸡蛋中的沉积规律及对蛋品质的影响,为人体安全合理补硒提供依据。
1 材料与方法
1.1 试验地点与试验鸡只
本研究动物试验选择在甘肃省康乐县新华牧业有限责任公司鸡场进行。选用本场生产用299 日龄的正大褐产蛋鸡450 只,随机分为5 个组,分别为A、B、C、D、E组,每组90只鸡,分3个重复(如A1、A2、A3等),每个重复30 只鸡。试验鸡位于鸡舍中间,鸡笼为三层阶梯式,每个重复10个笼,每笼3只鸡,为便于操作,选择中、下两层,每层5个笼。
1.2 试验设计
试验设5 个组:A 组为对照组,饲喂基础饲粮,低硒,水平为0.30 mg/kg(硒源为亚硒酸钠);B、C、D、E组饲喂试验饲粮,B 组中硒,硒水平为0.80 mg/kg(在基础饲粮基础上添加酵母硒0.50 mg/kg);C 组高硒,硒水平为1.30 mg/kg(在基础饲粮基础上添加酵母硒1.00 mg/kg);D 组在C 组基础上,添加中草药0.2%(当归∶党参=1∶1);E 组在前期(0~30 d)试验饲粮同C 组,后期(31~170 d),将A 组料和C 组料以7 d 为周期,交替投喂,即从第31 d 开始的第1 周,先投喂C 料,次周换至A料,以此交替饲喂。
蛋样的采集:在试验第30、72、121、170 d,采集蛋样,于每个重复的中、下两层,分别随机捡取大小中等、色泽正常的鸡蛋3 枚,共6 枚,用于测定蛋硒含量和蛋品质等指标。
1.3 试验用硒源与基础饲粮
试验用酵母硒,购自山东某公司。硒含量为2 000 mg/kg。基础饲粮硒含量为0.3 mg/kg,属无机硒亚硒酸钠,由某公司提供。基础饲粮组成及营养水平见表1。
表1 基础饲粮组成及营养水平
1.4 测定指标及方法
1.4.1 测定用仪器与试剂
仪器:荧光分光光度计(F-380),蛋形指数测定器,卵壳强度计,蛋品测定台,比色扇,蛋壳厚度测定计,电热板,pH计,水浴锅。
试剂:硝酸,高氯酸,盐酸,氨水,EDTA 混合液[EDTA(乙二胺四乙酸二钠)溶液(0.2 mol/l)、盐酸羟胺溶液(100 g/l)、甲酚红指示剂(0.2 mol/l)],DAN(2,3-二氨基萘)试剂(1 g/l)、环己烷。
1.4.2 蛋样处理与蛋硒含量测定
蛋样处理:分别于试验第30、72、121、170 d时,对每个重复的6 枚蛋样,在测定蛋品质后,将蛋内容物(蛋黄与蛋清)无损倾入大烧杯,用搅蛋器充分搅拌均匀后,分装于多支5 ml的离心管,编号,在-20 ℃冰箱中保存,用于测定全蛋硒的含量。
蛋硒含量测定:采用荧光分光光度法[17],把蛋内容物于室温解冻后,准确称取约2 g(精确至0.001 g)样品,置于锥形瓶中,加入20 ml 硝酸-高氯酸混合酸(9+1),盖上瓶塞,室温消化过夜。次日于电热板上加热消化,当溶液变为清亮无色,并伴有白烟产生时,再继续加热消化至剩余体积为2 ml左右。待冷却后,加入EDTA 混合液20 ml,用氨水溶液及盐酸溶液调至淡红橙色(pH值1.5~2.0),再次冷却后,在暗室中进行后续操作:加DAN试剂(1 g/l)3 ml,混匀后,置沸水中浴热5 min,取出冷却后,加环己烷3 ml,振摇萃取4 min,将全部溶液移入分液漏斗,待分层后,小心将环己烷层(上层)用移液枪吸入至带盖试管中,用荧光分光光度计测取峰值。
1.4.3 蛋品质测定
蛋重:用托盘天平测定。
蛋形指数:用蛋形指数测定器,测定蛋长径、短径,以长径/短径表示。
蛋壳强度:用卵壳强度计测定。
蛋壳厚度:用蛋壳厚度仪测量鸡蛋大头、中间、小头部位的蛋壳厚度,以均值表示。
蛋黄高度、蛋白高度、血斑、蛋黄色泽:打破蛋后,将蛋黄蛋白小心轻缓倾于蛋品测定台上,观察记录血斑情况,用比色扇比对记录蛋黄色泽,从间隔相等的3 个位置测定蛋白高度,以均值表示,从最高处测量蛋黄高度。
哈氏单位=100×log(H-1.7×W0.37+7.6)
式中:H——蛋白高度(mm);
W——蛋重(g)。
1.5 数据分析
所有数据均用Excel 2007软件统计整理后,采用SPSS 23.0 软件进行单因素方差分析和Duncan's 法进行多重比较,结果用“平均值±标准差”表示。
2 试验结果
2.1 饲粮硒水平对鸡蛋硒含量的影响(见表2)
表2 饲粮中添加不同水平酵母硒对蛋硒含量的影响(μg/g)
由表2可知,在30、72、121、170 d四个试验期,B、C、D组蛋硒含量均极显著高于对照组A(P<0.01)。E组蛋硒含量,在30、121 d时,极显著高于对照组A(P<0.01),而在72、170 d时,与对照组A无显著性差异(P>0.05)。
B、C、D、E 四个试验组之间,C、D 组30、72 d 的蛋硒含量均极显著的高于B组(P<0.01)。C组在30、72、121 d,与B组无显著差异(P>0.05)。D组在121 d时,显著高于B、C组(P<0.05)。E组30 d时极显著高于B组(P<0.01),而72、121、170 d时,均极显著低于B、C、D组(P<0.01)。其他组间均无显著性差异(P>0.05)。
2.2 饲粮硒水平对鸡蛋品质的影响(见表3)
由表3可知,试验期170 d时,A、B组的蛋重显著高于C组(P<0.05)。121 d时,C组的蛋形指数显著高于A 组(P<0.05)。72 d 时,B、C、E 组的蛋壳厚度显著高于D 组(P<0.05),C 组的蛋黄高度显著低于其他各组(P<0.05),D 组的血斑数量显著高于A、C 组(P<0.05)。30 d 时,D 组的蛋黄色泽显著高于其他各组(P<0.05),而B、C、E 组的血斑数量显著低于A 组(P<0.05)。其他组间各指标在各试验期均无显著差异(P>0.05)。
表3 饲粮中添加不同水平酵母硒对蛋品质的影响
3 讨论
3.1 饲粮硒水平对鸡蛋硒含量的影响
Pancl等(2011)[18]、Utterback等(2005)[19]研究发现,添加酵母硒后,可以显著增加鸡蛋中的硒含量(P<0.05),蛋硒含量随酵母硒添加量的增加而显著增加。齐志国等(2019)[20]研究发现,饲粮中添加0.5 mg/kg酵母硒时,可提高北京油鸡全蛋硒含量。周建军等(2018)[21]报道,蛋鸡饲粮中添加0.3 mg/kg酵母硒可显著提高蛋硒含量。本研究表明,在试验期第30、第72 d,随着饲粮酵母硒添加水平的提高,鸡蛋硒含量也会随之而明显增加,这与他们的研究结论相一致。然而,在试验期第30、72、121 d,B 组(硒水平0.8 mg/kg,其中酵母硒0.5 mg/kg)和C 组(硒水平1.3 mg/kg,其中酵母硒1.0 mg/kg)鸡蛋硒含量,虽然与对照组(硒水平0.3 mg/kg,无机硒)相比,有明显升高,但C组的蛋硒含量并未比B 组显著提高,表明长期投喂高硒饲粮(酵母硒)后,硒在鸡蛋中没有富集效应,这也可能是因为产蛋后期(420日龄以后,试验开始日龄为299),机体脏器衰弱,对于饲粮高硒向鸡蛋的转移能力下降,不能够继续提高所致,具体原因尚未见资料报道,有待进一步研究探讨。
在30、72、121 d,D 组(硒水平同C 组+0.2%中草药)蛋硒含量与C 组差异不显著(P>0.05),表明在饲粮高硒(硒水平1.3 mg/kg,其中酵母硒1.0 mg/kg)下,添加0.2%中草药(当归∶党参=1∶1)对蛋硒含量无显著影响。此方面也未见文献报道。
E组的设置,是为了探讨饲粮高硒与低硒交替长期投喂,对蛋硒含量的影响。E 组和C 组试验鸡在试验初的30 d,都采食C料(硒水平1.3 mg/kg,其中酵母硒1.0 mg/kg)。于30 d 后,E 组开始以7 d 为周期,进行A 料与C 料交替饲喂,即30~72 d 期间的末周为A 料,72~121 d期间的末周为C 料,121~170 d期间的末周为A料。总体上可以看出,E组交替长期饲喂以后,蛋硒含量随试验期的延长而明显下降。具体分析,试验期的前30 d,由于一直投喂C 料,蛋硒含量(0.616 μg/g)较高,而第72 d 和第170 d 的蛋硒含量(相应为0.319 和0.331 μg/g),明显降低了,几乎为前期的一半,与对照组A相近,表明在交替投喂情况下,投喂7 d A料时的蛋硒含量恢复到了对照组水平。第121 d 的蛋硒为0.542 μg/g,这是在交替投喂情况下,投喂7 d C料时的蛋硒含量,虽然比投喂7 d A料的蛋硒含量有所提高,但并未恢复到试验期30 d 的水平,进一步表明交替投喂会导致蛋硒含量的下降,这也提示,交替投喂时,饲粮高硒(酵母硒)在鸡蛋中更没有富集效应。杜立武(2015)[22]试验表明,饲喂酵母硒一周后即可达到富硒鸡蛋的要求,黄璇等(2017)[23]发现,在停喂添加硒饲粮的第9 d,各试验组蛋硒含量均衰减至接近对照组水平。本研究与以上研究结果相一致,但未见其他高硒与低硒交替饲用的文献报道。
硒属于微量营养元素,在人和动物体内具有重要的抗氧化作用。谷胱甘肽过氧化物酶的活性中心是一种含硒氨基酸——硒半胱氨酸[15],硒直接影响谷胱甘肽过氧化物酶的活性,由于谷胱甘肽过氧化物酶可以清除体内多余氧自由基,可降低氧自由基对机体组织的氧化破坏作用。硒可以保护细胞膜,使脏器不受破坏;减少血栓形成,防止心脑血管疾病;抑制病毒的复制和增殖,防癌抗癌;预防衰老,延长寿命。故中国营养学会推荐成年人每日硒摄入量应为50~250 μg,每天不要超过500 μg[16]。而我国是缺硒大国,土壤含硒量一般只有0.5~2.0 mg/kg,有的地区更低,平均为0.2 mg/kg[17],硒由动、植物体进入人体时,是达不到需求标准的。据调查,在我国膳食结构中,成年人每日硒摄入量在20~30 μg之间,达不到健康倡导值,故对于我国人群,进行合理、有效的补硒是十分必要的。
从本研究结果分析,投喂试验饲粮30 d 以上,饲粮硒中等水平的B 组(硒含量0.8 mg/kg,其中酵母硒0.5 mg/kg)的蛋硒含量为0.567 μg/g,投喂高硒饲粮的C、D组(硒含量1.3 mg/kg,其中酵母硒1.0 mg/kg)的蛋硒含量分别达到0.616 μg/g 和0.613 μg/g。按照一般鸡蛋的重量60 g计算,投喂B组饲粮的一枚鸡蛋中含硒约为34 μg,而投喂C、D 组饲粮的一枚鸡蛋中含硒约为37 μg,考虑到成年人每日从其他食物摄入硒20~30 μg,那么成人每天额外补充1 枚富硒鸡蛋,就可以达到中国营养学会推荐硒摄入量(50~250 μg)的下限标准,可满足人体的基本需求,若成人每天额外补充2~5枚富硒鸡蛋,硒摄入总量也在推荐量的范围之内,更未超过500 μg的高限,而不会导致中毒。由此可推出,在本试验条件下,产蛋鸡饲粮中,硒水平达到0.8~1.3 mg/kg(酵母硒0.5~1.0 mg/kg,亚硒酸钠硒0.3 mg/kg),所生产的富硒鸡蛋,就能够满足一般人对硒的需要,可以达到补硒的目的。从本试验数据可看出,高硒饲粮并未在较长的试验期内导致蛋硒的富集效应,故长期投喂高硒饲粮,对人体健康不存在潜在的危险。在饲养试验期间,各试验组与对照组相比,鸡只均无异常和死亡现象,表明本研究条件下,高硒(硒水平1.3 mg/kg,其中酵母硒1.0 mg/kg)并未导致产蛋鸡体出现中毒等不良现象,这从动物健康角度,进一步说明了本试验补硒的安全性。一般情况下,饲料无机硒(亚硒酸钠)达到2~5 mg/kg 时,可出现中毒现象,另根据大量文献报道,酵母硒的毒性是比较小的,属于补硒的良好来源。
3.2 饲粮硒水平对鸡蛋品质的影响
蛋重、蛋形指数、蛋壳强度、蛋壳厚度、蛋黄色泽、哈氏单位及蛋黄高度、血斑等是度量蛋品质的重要参数。蛋重是评定蛋等级的重要指标,也是品种选育中一项重要性状;蛋形指数是描述蛋长短形状的一个参数,是观察鸡蛋时最直观的指标,标准为椭圆形;蛋壳强度是指蛋壳耐压程度的大小,关系到孵化率以及破壳率;蛋壳厚度与蛋壳强度成正相关,并与蛋的比重有密切关系;蛋黄色泽是描述蛋黄颜色的一个参数,是一项重要的商品指标;哈氏单位和蛋黄高度可以衡量蛋的新鲜程度;血斑是排卵时卵巢血管破裂的血滴或输卵管上皮的脱落物,能一定程度上反映鸡只的健康情况。
卢建等(2014)[24]在蛋鸡饲粮中添加0.3 mg/kg 的酵母硒与亚硒酸钠,经过56 d的饲喂后,与对照组相比蛋品质无显著差异(P>0.05)。王顺利等(2017)[25]在试验研究中发现,饲粮中添加酵母硒可显著提高绿壳蛋鸡的蛋壳重量、蛋壳强度及蛋壳厚度,但对蛋形指数无显著影响。吕莉等(2018)[26]研究表明,日粮添加一定浓度的富硒酵母,能够改善鸡蛋的蛋黄颜色、蛋壳强度、蛋壳颜色等指标。孙庆艳等(2016)[27]研究报道饲粮添加不同水平的硒,对常规蛋品质均无显著影响,但与对照组相比,添加硒组的蛋壳厚度略有增加。以上研究所选蛋禽品种、生产阶段、饲粮硒添加水平以及硒源类型均不相同,可能是研究结果存在差异的主要原因。
本研究发现,饲粮中添加酵母硒对哈氏单位和蛋壳强度等无显著差异(P>0.05)。Pavlovic等(2010)[28]研究证明,在蛋鸡日粮中添加0.8 mg/kg的酵母硒对蛋壳厚度、蛋壳强度等指标无显著改变。Bennett等(2010)[29]发现,在蛋鸡饲粮中添加硒对蛋鸡产蛋品质无显著影响。本试验研究结果与以上文献的研究结果一致。
4 结论
30、72、121、170 d 四个试验期饲粮硒水平0.8~1.3 mg/kg(酵母硒0.5~1.0 mg/kg,亚硒酸钠硒0.3 mg/kg)的鸡蛋硒含量均高于饲粮硒水平0.3 mg/kg(亚硒酸钠)的鸡蛋。试验期72 d(试鸡371日龄)以前,饲粮硒水平1.3 mg/kg(酵母硒1.0 mg/kg,亚硒酸钠硒0.3 mg/kg)的鸡蛋硒含量明显高于饲粮硒水平0.8 mg/kg(酵母硒0.5 mg/kg,亚硒酸钠硒0.3 mg/kg)的鸡蛋。以7 d为周期交替投喂高硒(1.3 mg/kg)和低硒(0.3 mg/kg)饲粮,会降低鸡蛋硒含量。高、中、低硒饲粮长期饲用,硒在鸡蛋中均无富集效应。饲粮硒水平达到0.8~1.3 mg/kg(酵母硒0.5~1.0 mg/kg,亚硒酸钠硒0.3 mg/kg),所生产的富硒鸡蛋就能够满足成人对硒的需要,无潜在毒性。饲粮硒水平(0.3~1.3 mg/kg)、硒源(酵母硒、亚硒酸钠硒)及0.2%中草药对鸡蛋品质均无明显影响。